EaBIM一直以来积极响应国家“十二五”推进建筑业信息化的号召,对建筑领域的信息技术开展深入技术交流和探讨!打造高质量的BIM-建筑师-生态技术三位一体综合资源交流共享平台,希望为中国BIM与可持续设计理念及技术的普及做出微小的贡献!!!

EaBIM

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

搜索
EaBIM BIM门户 BIM百家争鸣 查看内容
虚位以待益埃毕集团

一位中国老建筑总工对建筑工业化、预制混凝土和现浇混凝土的思考!

2017-8-29 10:16| 发布者: EaBIM门户编辑| 查看: 311| 评论: 2|原作者: 北京住总 金鸿祥|来自: 钢构中国

摘要: 近年来,在推进住宅产业化的过程中,自上而下把预制混凝土装配式建筑看作实现建筑工业化的途径、普及绿色建筑的捷径;却无视当今机械化现浇混凝土的先进适用性,仍被看作是传统的甚至是落后的施工方式,这种看法是不 ...

近年来,在推进住宅产业化的过程中,自上而下把预制混凝土装配式建筑看作实现建筑工业化的途径、普及绿色建筑的捷径;却无视当今机械化现浇混凝土的先进适用性,仍被看作是传统的甚至是落后的施工方式,这种看法是不符合实际的,十分片面的。本人是学混凝土出身,与混凝土有不解之缘,50年来亲历了混凝土预制和现浇的发展变化。


我认为:混凝土是一种在常温条件下就能从液态向固态转化并产生高强度的独特材料,因此就形成了预制和现浇两种施工方式。预制是先在工厂里制作成混凝土构件,然后运送到施工现场进行装配连接,形成装配式混凝土结构;现浇是在施工现场将混凝土直接浇注入模成型,形成整体混凝土结构。钢材则不然,在常温下就是固态,不可能现浇,必须在工厂里加工成钢构件,然后运送到施工现场焊接装配。但是,混凝土从液态向固态的转化是不可逆的,坚固的混凝土不能像钢材那样在高温下可熔化成液态,预制混凝土构件也不能像钢构件那样可以通过焊接熔合成一体。就确保混凝土建筑结构的整体性和安全性而言,混凝土在施工现场浇筑成型才能真正发挥其独特优势,这是其他材料无可比拟的。而预制混凝土构件通过技术措施连接后形成的装配式混凝土结构,无论在理论上还是实际上,其整体性和安全性都不如现浇混凝土结构;预制构件之间的连接通常采用现浇混凝土(或采用钢筋套筒灌浆),也就是将伸出两个构件的钢筋(俗称:胡子筋)共同锚固在现浇混凝土中来实现的,现浇混凝土与预制混凝土构件只是粘接而已,没有也不可能连结成整体,因此,构件连接部位是装配式混凝土结构的薄弱环节,处理不当就会形成安全隐患,还可能发生渗漏和结露,解决构件的连接及防水、保温问题并确保其可靠性、耐久性,历来是国内外研究的技术关键,而现浇混凝土则不存在这些问题,这也是近30年现浇混凝土取得迅速发展和广泛应用的根本原因。

 


混凝土通过近200年的发展,特别是最近50多年的发展,国内外的预制和现浇技术都 取得了巨大的进步,都实现了工业化。但客观地说,国内预制混凝土技术与国外尚有差距;而全国各地鳞次栉比、拔地而起的混凝土高层建筑则说明:我国的现浇混凝土技术与国外相比毫不逊色。前几年,为完成北京市住建委下达的调研课题,我收集和研究了混凝土发展的历史资料。下面,我从混凝土的发展说起,回顾北京混凝土预制和现浇的发展情况,最后谈几点看法,供有关领导部门参考。

 

一、 混凝土的发展

混凝土是由胶结材(无机的、有机的或无机、有机复合的)、颗粒状骨料以及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料等组分的混合物,加水进行搅拌,经硬化后形成的具有堆聚结构的复合建筑材料。通常所说的混凝土,是指以水泥为胶结材,以砂、石为骨料的普通混凝土。1824年,波特兰水泥(即:普通硅酸盐水泥)在英国问世后,很快出现了水泥砂浆和混凝土。1850年,法国发明钢筋混凝土,解决了混凝土抗拉强度不足的问题,19世纪末,出现了钢筋混凝土设计规范,自此以后,钢筋混凝土技术不断发展,广泛用于各种建设工程,混凝土的用量急剧增加,已成为世界上用量最多的人造建筑材料,成为中、高层建筑不可或缺的主体结构材料。

 

北京采用混凝土始于清朝末年,20世纪初叶建造的东交民巷和清华学堂,是迄今所知北京最早采用现浇钢筋混凝土的砖混结构建筑。1909-1911年建造的清华学堂西段门厅,采用了现浇钢筋混凝土圆柱,那时北京还没有生产水泥,水泥应该是从“唐山洋灰公司”运过来的,这也是北京人过去把水泥叫“洋灰”的原因。1939—1944年兴建并投产的北京琉璃河水泥厂,是北京首家水泥厂,从此,北京可以用自己生产的水泥来建造砖混结构房屋了。随着水泥和混凝土技术的发展和应用,北京的建筑从低层发展到多层,又从多层发展到高层,并使混凝土从现浇到预制,又从预制到现浇,或预制、现浇相结合,形成安全可靠的钢筋混凝土结构,满足了经济社会和建设事业迅速发展的需要。

 

混凝土强度、流动性和耐久性是衡量混凝土性能的主要指标,在很长一段时期内混凝土强度和施工流动性是难以解决的矛盾,混凝土现浇和预制技术的发展与此密切相关。1918年,美国最早提出了计算混凝土强度的水灰比理论,经不断完善沿用至今。强度与水灰比成反比,流动性与用水量成正比。水灰比低则强度高,为了提高强度而采用低水灰比时,新拌混凝土的流动性就会降低,影响施工操作,我们称之为“工作性差”,在此情况下,只能通过增加用水量来提高流动性,同时必须相应地增加水泥用量,以保持水灰比不变,才能保证强度指标。上世纪50年代,为了提高混凝土强度和节约水泥,便减少用水量,采用流动性较差的干硬性或半干硬性混凝土(坍落度0-5cm),同时采用振捣成型工艺使混凝土“液化”、实施浇注入模成型,以保证其密实度,加大了现浇施工的难度。因此,出现了在施工现场和工厂里预制混凝土构件,然后运送到现场吊装就位连接,这就是“装配式建筑”,提高了施工效率和现场文明,但也增加了相关工序和费用。上世纪60年代,日本、德国发明了以高效能减水剂为代表的外加剂,其后又发明了混凝土运输和泵送设备,使混凝土技术及其现浇技术取得了革命性的重大发展。在混凝土混合物中掺入高效减水剂可以大幅度地降低水灰比(可降至0.25—0.3)来提高强度,在不需要增加水和水泥的情况下,可提高新拌混凝土的流动性(坍落度可达20㎝以上),使混凝土的拌制、运送、泵送、浇注和成型等工艺过程变得十分容易,混凝土的性能也得到改善。上世纪80年代,北京紧跟国际潮流,学习和引进国外混凝土成套先进技术,实现了混凝土由干硬性向流动性转化,现浇混凝土的应用取得发展,至90年代已基本形成了混凝土在商品混凝土站预拌生产,用搅拌运输车运送到施工现场,用泵送工艺(移动式混凝土泵车或现场设置混凝土固定泵和输送管道)使混凝土“就地上楼”、浇注入模(定型模板)成型的成套机械化施工技术,施工方便快捷,混凝土结构整体性、抗震性好,实现了“技术先进、经济合理、质量可靠”,充分发挥了混凝土的独特优势,满足了北京高层建筑迅速发展的需要。近10多年来,外加剂和掺合料已成为混凝土的重要组分,采用“双掺法”(即:同时掺加外加剂和掺合料)可以配置出高性能混凝土,有效地提高混凝土的强度、工作性能和耐久性能,使混凝土发展成为性能更加优良的绿色建材,也推动了北京现浇混凝土技术的进一步发展。据统计,2013年北京钢筋混凝土结构所占比例高达87%,基本上都是现浇混凝土。


 

二、 预制混凝土的发展

上世纪50年代初,北京的混凝土逐步由人工搅拌改为搅拌机搅拌,并在工程施工现场支模板、浇注混凝土。不久,开始推行干硬性混凝土,给现浇施工增加了难度,各建筑公司便从现场预制开始,相继建立半永久性钢筋混凝土构件厂,露天预制生产砖混结构所需的混凝土梁板通用构件,然后运送到施工现场吊装就位,与工程其他结构部位相连接。1955年,在东郊百子湾动工兴建北京第一建筑构件厂,生产工艺参照苏联列宁格勒构件厂,机械化流水作业,从法国引进每小时产量50立方米的混凝土搅拌站。1958年正式投产,主要产品为混凝土屋面板和空心楼板。1958年在西郊芦沟桥筹建北京第二建筑构件厂,主要产品是混凝土空心楼板和桥梁构件。1958年成立北京东郊十里堡构件厂,后发展为北京第三建筑构件厂,1980年更名为北京住宅壁板厂,占地500亩,设计年生产能力16万立方米,是北京装配式混凝土大板建筑的生产基地,并被誉为亚洲最大的预制构件厂或房屋工厂。

 

北京预制混凝土发展的高峰是形成装配式混凝土大板住宅(简称:大板住宅)建筑工业化体系。大板住宅是在工厂用混凝土预制成内外墙板、楼板、屋面板等大型构件,然后运送到施工现场进行装配和连接而成。这种工业化建筑体系起源于20世纪40年代,是欧洲国家(如:苏联、法国等)为解决第二次世界大战造成的房荒和劳动力不足而研究开发的,适应了战后大规模住宅建设的迫切需要,上世纪60-70年代发展成熟,东欧和苏联应用量较大。

 

1958年7月,北京组织城市建设访问团赴苏联参观学习,当时莫斯科正在大力推行装配式大板住宅,约占住宅建筑总面积的40%。北京以学习苏联装配式建筑技术为基础,迅速组织进行大板住宅的试验研究,并于1958年11月在小黄庄建工部建筑科学研究院(现中国建筑科学研究院)内首次建成1栋2层装配式混凝土大板试验楼(已拆除)。1960年,在复兴门外羊坊店建成1栋5层混凝土薄腹大板试验住宅,建筑面积为3744平方米,这栋楼经抗震加固,尚在使用。

 

1964~1974年,首次完成了装配式大板住宅标准设计图,建立了大板生产基地和专业施工队伍,在水碓子、龙潭湖、左家庄、三里屯、新中街等5个住宅小区,建成4--5层大板住宅建筑86栋,约25万平方米,内墙采用厚140㎜的振动砖壁板,外墙为厚240—280㎜的整间混凝土夹芯墙板。

 

1975年前后,把多层大板住宅的内墙板改为普通混凝土大板,形成了“76板住1”、“77板住1”等多层大板住宅标准设计。外墙板有两种,一种是以加气混凝土为保温层的混凝土夹芯板,另一种轻骨料混凝土板,楼板采用预应力整间混凝土大楼板。其间,开始研究发展高层大板建筑,在天坛南小区东端1号楼首次进行10~11层装配式大板住宅试点,恰遇1976年7月28日唐山大地震波及北京的考验,经专家检查,证实该住宅的结构体系能满足原设计抗7度地震的要求,允许继续建造2~4号高层装配式大板住宅楼。1976~1979年,在和平里和天坛东侧路兴建了11层和12层装配式大板建筑。

 

1978--1985年,装配式大板建筑技术日益成熟,形成完整的建筑工业化体系。一是具有多层和高层大板住宅的系列标准设计;二是具有年产18万立方米混凝土大板配套构件、折合装配式大板建筑面积50万平方米的生产基地—占地500亩、生产工艺和设施先进的北京住宅壁板厂;三是具有两个大板建筑专业化施工公司(即:北京住宅二公司、五公司),配备了10多个专业施工队,采用统一的施工工艺和成套的施工机具(包括大板运输车、靠放架、现场插放架、墙板安装操作平台、专用固定器具、安全抱角架、窗口紧线器、支撑及空腔车等20余种);形成了装配式混凝土大板住宅科研、设汁、生产、施工一体化优势,提高了大板住宅成片建设的速度和质量。在此期间,先后建成了装配式多层和高层大板住宅占较大比例的的团结湖住宅区、左家庄住宅区、西坝河住宅区、五路居住宅区等。1984年,在和平里兴化路建成16层塔式大板住宅。北京市的装配式大板住宅在1983~1985年形成建设高潮,年竣工面积递增到52万平方米。那些位于东北三环的装配式大板住宅群高低错落、昂首挺立,记载着当年大板住宅建设的兴旺。

 

1985年开始的经济体制改革打破了计划经济的“大锅饭”,引发了不同类型房屋建筑的性能和价格竞争。特别是迅速发展的机械化现浇混凝土建筑,其性价比明显高于装配式混凝土建筑,并适应了高层建筑的发展和市场的多样化需要。在市场竞争中,装配式大板住宅竣工面积逐年下降。大板生产基地----住宅壁板厂的产品滞销,销售滑坡,1988年企业出现亏损,越亏越多,1989年,在十里堡后八里庄小区,由北京住总组织建造的2栋18层大板住宅(单栋建筑总面积为10300平方米),竟成为大板住宅的绝唱。1991年2月经北京市建委同意,撤销住宅壁板厂建制,装配式大板住宅也退出北京建筑市场。

 

装配式大板住宅是北京最早研究发展并形成规模的建筑工业化体系,现场作业量少,施工速度快,受季节影响小,施工环境整洁文明,1958—1991年,北京累计建成装配式大板住宅386万㎡,其中10层以上为90万㎡,高峰期曾占北京市住宅年竣工量的10%左右,为北京成片、大规模住宅区的快速开发建设作出了贡献。但是,在市场经济条件下,装配式混凝土大板住宅却被淘汰出局,大致有以下原因:一是大板住宅体系未能解决设计标准化与多样化的矛盾,难以适应人民生活水平提高对住宅建筑平面多样化和使用功能提升的要求;二是唐山大地震后,人们对建筑物的抗震安全性尤为关注,装配式大板住宅的结构整体性和抗震安全性不如现浇混凝土建筑。三是北京机械化现浇混凝土迅速发展,施工速度逐步加快,可以与装配式预制混凝土相媲美。四是大板生产建厂投资大,构件价格高,加上构件运输、装配等费用,造成建筑造价增高,当时多层大板住宅的价格高于砖混住宅,高层大板住宅的价格高于现浇混凝土住宅,因此失去了市场竞争力。从1992年至今,北京未建装配式混凝土大板建筑。

 

1990年后,由于北京现浇混凝土成套技术的迅速发展,以及技术、经济等方面的原因,北京混凝土预制构件的产量开始下降。大板住宅停建后,混凝土复合外墙板曾在现浇混凝土大模建筑中占一席之地,后因板缝渗漏和价格较高,也逐渐淡出北京的建筑市场。但是,少量高档次带装饰面的预制混凝土夹心保温外挂墙板和剪力墙板仍在北京榆树庄构件厂生产,技术上有所改进和创新。

 

据统计,1988年上等级的混凝土构件厂有169家(其中全民43家),生产能力约210万立方米,1985-1986年的产量为160-170万立方米,1988年为120万立方米,1990年后,北京的混凝土构件厂进入低谷,出现停产和转产。截止2012年,北京仍然在生产的混凝土构件企业约有50个,主要分布在郊区的平原地区,生产各类混凝土预制构件总产量约140万立方米,主要是桥梁、地铁等市政构件,占总产量的80%以上,建筑构件不足总产量的20%。

 

半个世纪以来北京预制混凝土构件,特别是装配式预制混凝土大板建筑的兴衰起落历程,值得进一步总结研究,这对于如何结合国情和工程实际推进建筑产业现代化,具有借鉴和启示作用。

 

三、 现浇混凝土的发展

上世纪50年代初期,北京就在施工现场浇注混凝土框架结构,相继兴建了和平宾馆、新侨饭店、国际饭店、北京饭店西楼和前门饭店,当时的现浇方式简单而落后,耗用大量的人工和木材。

 

上世纪70年代中期,北京开始研究和发展钢筋混凝土高层建筑,采取因地制宜、从实际出发、混凝土预制装配化和现浇机械化施工并举的做法,同时开展了4类高层建筑结构体系的试验研究、工程试点和推广应用,即:1. 装配式混凝土大板;2. 现浇混凝土剪力墙;3. 现浇混凝土框架-剪力墙;4. 现浇混凝土滑模。经过工程实践的较量,现浇混凝土剪力墙大模建筑拔得头筹,5年累计的竣工建筑面积超过了预制混凝土装配式大板住宅20年的总和。

 

现浇混凝土大模建筑是采用大型工具式模板在现场组装,以机械化的方法在现场浇注混凝土承重墙体而建造的房屋,适用于内墙较多的住宅、旅馆等。因采用大模板施工工艺,便把这种现浇混凝土建筑简称作“大模建筑”。法国、瑞典等国从上世纪50年代开始,广泛采用大模板现浇混凝土工艺建造高层混凝土墙体的房屋。值得注意的是:苏联和东欧,这些推崇装配式混凝土建筑的国家上世纪60年代也发展现浇混凝土建筑。日、德是发明高效减水剂、商品混凝土及运输车、泵送设备的国家,为现浇混凝土的发展作出了重大贡献。30年前,我们北京住总采用的混凝土搅拌运输车和混凝土泵车,就是从日本购买的。现在一说日本,就是装配式混凝土技术如何先进,似乎已经取代了现浇混凝土,这肯定是片面的。

 

北京1974年起,在建国门桥东北侧3栋14-16层外交公寓进行现浇混凝土大模板体系高层住宅试点,采用内墙现浇,外墙、楼梯、隔墙等预制。

 

1976年开始兴建的“前三门”大街9~16层的34栋住宅和旅馆,全面采用大模板现浇混凝土内墙和预制混凝土保温外墙板相结合的体系,简称为“内浇外挂(板)”;1977年,在劲松住宅区开始试点并推行大模板现浇混凝土内墙和砌筑清水砖外墙相结合的体系,简称为“内浇外砌(砖)”;楼板、楼梯、阳台等均为预制,形成了“内浇外挂”和“内浇外砌”两种小开间大模板成套技术,在全市10-16层住宅成街成片大量推广应用。采用保温外墙板和37㎝砖墙是为了确保外墙的热工性能,提高居住舒适度。

 

北京大模体系建筑的施工,一开始是用中型模板组合成大模板,后来发展制作整间墙面的钢质大模板,1978年开展大模板设计会战,解决了大模板制作、安装的关键问题。在成功进行现浇混凝土大模建筑施工方法的试验研究和工程实践后,大模现浇混凝土剪力墙高层建筑取得迅速发展。

 

上世纪50年代以来,国内建筑界曾普遍认为预制装配是实现建筑工业化的唯一道路。机械化现浇混凝土施工的成功实践,“打破了只有混凝土预制装配才是建筑工业化的框框”,证明了现浇混凝土也能实现建筑工业化,更能发挥混凝土的独特优势,提高结构整体性和抗震安全性。其后,北京的现浇混凝土施工按照建筑工业化的要求,推进建筑设计和工具式模板的标准化、多样化,推进商品混凝土及泵送技术、钢筋连接技术和建筑制品的发展,推进建筑施工全过程的机械化,大模现浇剪力墙建筑体系成套技术日趋完善,取得更快的发展。


 

1984年起,研究和应用“底层大空间、上层大开间大模板高层建筑技术”,进行12—18层板式商住楼试点。1990年后,北京相继开展30%和50%建筑节能,外墙内保温和外保温技术逐步成熟,为适应建筑多样化和18层以上高层建筑的市场需求,高层住宅采用内外墙全现浇混凝土的大模板施工,由小开间向大开间发展。1994年起,在望京新城全面兴建18~30层全现浇大模板住宅。在混凝土外墙上再做外保温或内保温,形成复合墙体,可满足建筑节能的需要。

 

北京现浇混凝土技术的不断发展,适应了市场经济新条件下北京高层建筑快速发展的需要,也拉动了商品混凝土、工具式模板、泵送设备和相关产业的发展。北京的各大建筑公司和都建立了商品混凝土搅拌站和模板公司;1988年,全市已有17个商品混凝土搅拌站,年产量达130万立方米,超过了同年全市混凝土构件厂的构件产量。有些混凝土构件厂生产停滞,先后转产商品混凝土。2000年,具有资质的商品混凝土搅拌站增加到56个,年产量达到891万立方米;2010年,商品混凝土搅拌站增加到169家,年产量达到4764万立方米。满足了北京大规模的房屋建设和市政建设的需要;现在,从混凝土外加剂、掺和料生产到商品混凝土生产、运输、泵送上楼、浇注入模以及专业化模板生产,已形成了“成套技术”。预拌混凝土采用泵送工艺已达80%以上,混凝土泵车的输送高度可达50米,混凝土固定泵的输送高度可达300米;混凝土平均强度等级从上世纪80年代以前长期徘徊的C20(Mpa20),发展到以C30、 C40为主,C50、 C60也已大量使用,完全可以满足各种建筑工程现浇混凝土机械化施工的需要。资料显示:至2001年末,北京累计建成各种大模建筑5660万平方米,其中10层以上住宅4600万平方米,占同期10层以上住宅竣工总面积的70%以上。进入21世纪后,机械化现浇钢筋混凝土结构(包括:剪力墙结构,框架-剪力墙结构,框架结构)在北京建筑中应用的比例达80%以上。

 

现浇混凝土大模建筑是北京发展最快、应用最广的建筑工业化体系,是名副其实的“中国特色”、“北京创造”,凝聚着北京建筑界的智慧和心血。大模建筑之所以取得迅速发展,是因为它确实具有诸多优势。首先,现浇混凝土大模建筑的结构整体性好,因而抗震性能好,能做成大开间、大空间,满足市场对建筑多样化的需要,适应我国大中城市人多地少、发展高层建筑的需要;第二,现浇混凝土工艺设备简单,一次投资少,技术容易掌握,便于普及推广,技术经济效果好;第三,现浇混凝土大模建筑成套技术先进适用,施工速度快,工程质量好,是以机械化为核心的建筑工业化的新形式和新发展。目前,北京的商品混凝土技术、工具式模板技术、机械化施工技术等正向着建筑工业化、现代化的方向发展,拉动了诸多相关产业的发展,基本形成了机械化现浇混凝土完整的产业链,因而保证了北京现浇混凝土建筑的持续发展。

 

四、 我的一些看法

 1. 正确认识建筑工业化

建筑工业化是上世纪40年代欧洲工业革命和新建筑运动后形成的新概念,“实行工厂预制、现场机械装配”是建筑工业化最初的雏形。二战后,欧洲国家在亟需解决大量住房而劳动力又严重缺乏的情况下,装配式混凝土建筑应运而生,迅速发展。我国建国初期学习苏联建设经验,明确以“三化”(标准化、工厂化、机械化)为内容推行建筑工业化,北京从1958年起,学习、研究和推广苏联的装配式预制混凝土大板建筑,20年来国内普遍认为装配式混凝土建筑是实现建筑工业化的唯一道路。装配式大板建筑确实具有现场工作量和现场用工少,施工速度快,施工现场文明等优势,当时提倡采用的干硬性或半干硬性混凝土也适合于工厂预制生产。但大板建筑也存在混凝土构件厂建厂投资大、时间长,构件生产成本高,加上构件的运输、吊装及装配连接等费用,使当时多层装配式大板住宅的造价比砖混住宅高出30%以上,后来发展起来的高层装配式大板住宅造价也比现浇剪力墙住宅高出20%以上,即使实现了大批量生产和大规模施工,工程造价依然居高不下。好在当时的住宅建设都由政府投资,政府推行建筑工业化,大板建筑的资金有保障,才得以推广和发展。

 

 从1974年开始,北京研究发展高层建筑,打破了“只有混凝土预制装配才是建筑工业化”的框框,确定了混凝土预制装配化和现浇机械化施工并举的方针,促进了现浇混凝土技术的发展。1980年前后北京建筑界4次开会,结合建筑业和混凝土的特点,总结经验,解放思想,重新认识建筑工业化的内涵,一是从理论上弄清了:“大工业生产的特征,首先是使用机器代替手工工具操作,工业化的核心应该是机械化”,认为:“发展工业化建筑必须以多快好省的实际效果作为检验的标准,在相当长的时间内,还要采取预制和现浇相结合、干法作业和必要的湿法作业相结合、新材料和传统材料相结合、工厂生产和现场预制相结合等一系列两条腿走路的方针,调动一切积极因素,因地制宜,多种途径,走我们自己发展工业化建筑的道路”(注:引号内的文字摘自胡世德先生著述《历史回顾》),认定了现浇混凝土机械化施工也是建筑工业化,更能发挥现浇混凝土整体性好的优势。

 

二是认识到:建筑产品与工业产品不同,其体型庞大、工序繁多,产品本身是固定的,施工人员和机具设备是流动的,而工业产品则是在工厂的生产线上流动的,操作人员和机具设备是固定的,因此,应该把施工现场看成建筑产品生产的“工厂”,全面研究解决现场工业化的问题。自此以后,北京出现了以大模、滑模、隧道模等命名的现浇混凝土剪力墙高层建筑和采用定型模板现浇混凝土的框架-剪力墙高层建筑体系,都被列为工业化建筑。高效减水剂和混凝土泵送设备的大量应用,更使得北京的现浇混凝土技术面貌一新,并显现出现浇混凝土高层建筑结构整体性抗震安全性比装配式大板建筑好、造价比装配式大板建筑低的优势。北京按照建筑工业化的要求,统一模数协调原则,推行建筑设计标准化和模板的定型化,实现了灵活组合,解决了建筑多样化和标准化相结合的难题。1986年后,随着现浇混凝土建筑的迅速发展,装配式大板建筑盛极而衰,在竞争中逐步退出建筑市场。经过30年的发展,北京现浇混凝土建筑工业化水平不断提高,现浇混凝土从拌制运输、泵送上楼到浇注入模成型,都实现了机械化,施工作业变得简单易行,施工速度快、质量好。北京的实践证明:现浇混凝土完全实现了建筑工业化。这几年,北京每年竣工建筑面积都在4000万平方米左右,85%以上是钢筋混凝土结构,基本上都采用机械化现浇混凝土的现场工业化方式建造。

 

当前,各地都在开展绿色建筑行动,积极推广装配式预制混凝土建筑,但有的地方搞“目标责任制”,追求预制化率,加大推广力度,这就有问题了。历史和现实都证明:装配化混凝土建筑整体性不如现浇混凝土建筑,造价却高出20%左右;预制化率越高,装配连接的要求越高,造价也越高,安全隐患可能增多。造价的增加是资源消耗增加的直接反映,怎么能说装配化混凝土的“绿色度”比现浇混凝土高呢?!本人认为:必须走出理论上的误区,确认机械化现浇混凝土是建筑工业化途径,我国的高层混凝土建筑应以现浇混凝土为主体,以确保结构的整体性和抗震性,可局部采用预制混凝土构件或钢构件,并按照建筑产业现代化的要求加以完善发展。发展装配式混凝土建筑要吸取历史教训,坚持从工程实际需要出发,慎重研究决策,建一个构件厂,少则几亿,多则十几亿,切不可盲目发展、一轰而起。那些用装配式预制混凝土来贬低和排斥机械化现浇混凝土的论调,是没有正确认识建筑工业化和混凝土的独特优势,是根本站不住脚的。真正具有装配式建筑天然优势的是钢结构,钢结构强度高、自重轻,适合工厂化生产,在工程现场装配焊接成型后能熔成一体,保持了结构的整体性,抗震性能好,能满足多种建筑高度、多种建筑平面的需要,能与非承重轻质墙体材料配套使用,施工安装工业化程度高,并符合环境保护和可持续发展原则。目前我国已具备大范围推广钢结构的条件,应结合我国“城镇化建设”和“建筑产业现代化”,积极研究、大力推广钢结构建筑。

 

 2. 合理应用现浇混凝土和预制混凝土

机械化现浇混凝土和装配化预制混凝土是实现混凝土建筑工业化的不同途径,有各自的优势和适用范围,应根据工程实际情况合理选择,也可以扬长避短、优化组合,实行现浇-预制相结合。对于北京这样8度抗震设防、结构安全要求高的高层混凝土建筑,优先采用现浇混凝土或现浇为主预制为辅,有利于确保建筑结构的整体性,是科学合理的,适应市场需要的。对于多层和小高层建筑,采用装配式预制混凝土或现浇、预制相结合,也是可供选择的结构方案。

 

最早建成的建国门桥东北侧3栋14-16层现浇混凝土剪力墙外交公寓是现浇-预制相结合的典型工程,采用内墙现浇,复合外墙板、复合楼板和楼梯、内隔墙等为预制构件。北京的“前三门”、劲松小区等也实行现浇-预制相结合。北京高层现浇混凝土建筑还采用预应力、双钢筋、冷轧扭等三种叠合楼板,仅亚运村工程就用了60多万㎡双钢筋叠合楼板,最大楼板尺寸为:7.8m×8.1m,简化了楼板施工工艺,缩短了施工工期,提高了现场文明。北京高层混凝土建筑实行现浇、预制相结合方面延续了很长一段时期,取得了较好的效果。后来,北京现浇混凝土技术不断发展,建设规模也不断扩大,在市场经济条件下,出现了低价竞争,放松了标准化管理,标准化设计“倒退”了,预制构件不用了,搞起了“全现浇”,施工现场出现了不同程度的“乱象”,资源消耗增加,建筑垃圾增多,以楼板和楼梯间施工对环境的影响最为严重。但我们不能因为出现一些问题,就贬低和排斥现浇混凝土,而应该实事求是地总结经验,加以改进完善。

 

本人认为,建筑现代化的前提是实现建筑工业化,工业化的核心是机械化,基础是标准化。对于混凝土而言,不管是现浇、预制或预制、现浇相结合,都是实现建筑产业现代化的途径。推进北京混凝土结构建筑现代化,一要坚持模数协调原则,推进基本单元、基本间、户内专用功能部位(厨房、卫生间、楼梯间)的标准化设计,建立通用结构构件和功能性部品的标准体系;二要坚持技术创新,采用隔震减震、高强混凝土、高强钢筋等新技术、新材料,研究开发先进适用的构件连接技术,保证商品混凝土和预制构件质量,提高混凝土建筑的结构安全与使用功能。三要因地制宜、循序渐进,全面实现建筑的基础、结构、装修工程机械化施工和信息化管理。

 

近年来,北京市推进住宅产业化,规定高层混凝土剪力墙建筑以现浇为主、预制为辅,即:内墙现浇,复合外墙板(60米或21层以下)、楼梯、阳台(叠合)、空调板、叠合楼板底板等预制,并要求室内装修一步到位,这个实施方案是比较合理和可行的,符合城市发展和环境保护的需要。但是建筑造价有所增加,增量成本超过400元/㎡,超出全现浇建筑造价约20%。造价增加的主要因素是预制混凝土夹芯保温剪力墙板,一是该板生产费用比现浇混凝土加外保温费用高;二是该板增加了运输、堆放费用;三是该板重量通常超过5吨,增加了塔吊费用;四是该板增加了上下钢筋套筒灌浆连接和四边现浇钢筋混凝土连接的费用。有的地方强行推广预制混凝土夹芯保温外墙板,认为这样可实现保温与结构同寿命,实践证明:北京预制混凝土夹芯保温外墙板的面层开裂、板缝渗漏、保温失效多有发生,在大板建筑众多的莫斯科街头外墙板板缝整修的污痕也随处可见。北京惠新西街旧楼节能改造,外墙板因长年开裂渗水,其传热系数实测值还不如37砖墙。仅管现在外墙板技术上有所创新,也不能保证根除以上弊端;特别是上下外墙采用套筒灌浆连接,对构件生产和施工安装的精准、灌浆材料和工艺的可靠具有很高的要求,如何切实保证上下外墙的连接质量和整体性,一直有人提出质疑,确实令人担忧。

 

表面上看,采用预制混凝土夹芯保温承重外墙板似乎实现了结构与保温一体化,解决了保温与防火的矛盾;而实质上,最大的问题是削弱了混凝土结构外墙的整体性,增加了外墙连接处的安全隐患和相关费用,在技术和经济上都不尽合理,不应盲目推广。对于非承重的预制混凝土夹芯保温外墙挂板,则可根据需要,应用于钢或混凝土框架结构工程,不适用于剪力墙结构工程。对于高层混凝土剪力墙建筑,本人还是推崇现浇混凝土加外保温的复合外墙做法,一是确保外墙混凝土的整体性和抗震安全性;二是保证外墙保温层和抹面层的连续性,避免了预制保温外墙板的热桥和板缝渗漏。新发布的《建筑防火设计规范》规定,采用B1级有机保温材料的薄抹灰外保温系统,首层防护层厚度15mm,标准层防护层5mm,每层设置防火隔离带,可适用于100米以下的住宅建筑,这是总结了国内外试验研究和工程实践的结果,有效地解决了保温和防火的矛盾,其可靠性是不容置疑的。薄抹灰外保温系统采用科技含量很高的耐碱玻璃纤维增强聚合物砂浆作抹面层,防止了混凝土面层可能开裂的隐患,具有良好的抗裂、防水作用和一定的防火作用,德国柏林首例聚苯板薄抹灰外保温工程至今已50多年,还在正常使用。现在国内外都在推广被动式超低能耗建筑,外墙采用30cm左右的聚苯板薄抹灰外保温系统,其可靠性和耐候性是值得信赖的。需要强调的是,我们必须认真解决外保温工程低价竞争、市场不规范带来的质量问题,实行外保温工程专业化施工和市场准入制度,实行外保温系统材料由供应商配套供应,严格按照外墙外保温工程技术标准的规定,加强行业管理和工程监理,切实保证和提高外保温工程质量。

 

因此,我们不能盲目推广装配式混凝土建筑。选择预制还是现浇,或是预制和现浇相结合,不能刻意强求,不要搞行政命令,也无先进落后之分,都应该从实际出发,根据工程条件和市场需要来确定。我国人多地少、建筑抗震要求高,对于量大面广的高层混凝土结构建筑,还应坚持以机械化现浇混凝土为主,完善提高现场工业化水平,以确保混凝土结构的整体性和抗震安全性。

 

1

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

刚表态过的朋友 (1 人)

相关阅读

发表评论

最新评论

引用 hjp8071 2017-9-27 14:44
学习受教了
引用 BIM鱼 2017-8-29 17:01
好文,受教

查看全部评论(2)

关闭

站长推荐上一条 /2 下一条

QQ|EaBIM ( 沪ICP备12045510号-2  

GMT+8, 2017-10-21 14:46

Powered by Discuz! X3.2 Licensed

© 2001-2013 Comsenz Inc.

沪公网安备 31011502004370号

返回顶部